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实验十三模拟电机运转规律控制电路
一、实验目的
1、掌握产生脉冲序列的一般方法。
2、掌握用计数器、译码器和逻辑门构成控制器的方法。
3、熟悉移位寄存器的功能。
4、熟悉可逆计数器的功能。
二、实验任务
用中小规模集成电路设计一个模拟电机运转规律控制电路。
要求：利用发光二极管观察光点移动规律。光点右移表示电动机正转；光点左移表示电动机反转；光点不移表示电动机停止。其规律是：正转20s—停10s—反转20s，循环下去。用Multisim8进行仿真，
并在实验箱上实现。
三、实验原理
1、可逆计数器
74LS190是同步十进制可逆计数器，它是靠加/减控制端来实现加法计数和减法计数的。其引脚排列如图3.13.1，功能表如表3.13.1所示。
表3.13.174LS190功能表
VCCD0CPRCCO/BOLDD2D3

74LS190

D1Q1Q0CTU/DQ2Q3GND

输入输出CPD0D1D2D3Q0Q1Q2Q30×××d0d1d2d3
100↑××××
111↑××××
11××××××d0d1d2d3
加计数
减计数
保持

图3.13.174LS190集成芯片引脚图

引脚说明：
CO/BO：进位输出/借位输出端
CP：时钟输入端
：计数控制端（低电平有效）
D0～D3：并行数据输入端
：异步并行置入控制端（低电平有效）
Q0～Q3：输出端
：行波时钟输出端（低电平有效）
：加/减计数方式控制端
74LS190的预置是异步的。当置入控制端（）为低电平时，不管时钟端（CP）状态如何，输出端（Q0～Q3）即可预置成与数据输入端（D0～D3）相一致的状态。
74LS190的计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的。当计数控制端（）为低电平时，在CP上升沿作用下Q0～Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。当计数方式控制（）为低电平时进行加计数；当计数方式控制（）为高电平时进行减计数。只有在CP为高电平时，和才可以跳变。
74LS190有超前进位功能。当计数上溢或下溢时，进位/借位输出端（CO/BO）输出一个宽度约等于CP脉冲周期的高电平脉冲；行波时钟输出端（）输出一个宽度等于CP低电平部分的低电平脉冲。
利用端可级联成N位同步计数器。当采用并行CP控制时，则将接到后一级；当采用并行控制时，则将接到后一级CP。
2、脉冲序列发生器
脉冲序列发生器能够产生一组在时间上有先后的脉冲序列，利用这组脉冲可以使控制形成所需的各种控制信号。通常脉冲序列发生器由译码器和计数器构成。
用74LS161和74LS138及逻辑门产生脉冲序列。
将74LS161接成十二进制计数器，然后接入译码器。电路如图3.13.2所示。
VCCCrLD
D0Q0
D1Q1
D2Q2
D3Q3
EP
ET
CPGND
VCCY0
A0Y1
A1Y2
A2Y3
S3Y4
S2Y5
S1Y6
GNDY7

74LS161
74LS138
&
&
&
F1
F2
F3
+5V
+5V
+5V
+5V
+5V
CP
74LS30
74LS10
74LS10

图3.13.2用74LS161和74LS138及逻辑门构成的脉冲序列发生器

3、控制器
74LS161、74LS138、74LS194及与非门构成的控制器如图8.3所示。
74LS161接成六进制计数器，与十进制计数器构成六十进制计数器，通过74LS138译码器及与非门得到控制信号，控制寄存器的工作状态，使寄存器的输出端的发光二极管产生亮、灭变化，从而实现光点的移动。
VCCLD
D0Q0
D1Q1
D2Q2
D3Q3
EP
ET
CPGNDCr
74LS161
&
&
VCCY0
A0Y1
A1Y2
A2Y3
S3Y4
S2Y5
S1Y6
GNDY7

74LS138
+5V
+5V
+5V
+5V
CP
74LS10
74LS10
VCCDIR
S0
Q0

Q1
S1
D0Q2
D1
D2Q3
D3
CPGNDDIL
&
十进制计数器
M
1
+5V

74LS194
图3.13.3控制器

四、实验设备与器材
1、THD-4型数字电路实验箱
2、GOS-620示波器
3、器材：74LS194四位双向移位寄存器
74LS161四位二进制同步计数器
74LS1383线-8线译码器
74LS190十进制同步加/减计数器
74LS10三-3输入与非门
五、实验内容与步骤
1、用光点移动模拟电机运转规律。
（1）、将74LS190接成十进制减法计数器。
可逆计数器74LS190的加/减控制端接高电平，使其为减法计数。置入端加高电平，允许端加低电平，加脉冲信号使74LS190工作。观察输出状态，若做减法计数，则进行下一步。
（2）、将74LS161接成六进制加法计数器。
检查是